新一代智能化數控系統

本書從智能化高檔數控系統的原理出發，結合**的大數據、雲計算、物聯網、深度學習等新一代信息技術，在智能數控系統體系結構、關鍵技術、應用案例、互聯通訊、雲服務等方面提出新的方法，並針對各項成果給出了應用案例。同時結合數控系統的未來發展需求，展望了數控系統的發展趨勢。

 

 

Contents目錄

 

第1章智能數控系統介紹00

 

1．1背景與意義00

 

1．2國內外發展現狀00

 

1．2．1數控技術發展概況00

 

1．2．2數控系統智能化技術發展面臨的問題0

 

1．2．3智能數控系統華中9型iNC0

 

1．3智能數控系統的發展趨勢及應用前景0

 

1．4本章小結0

 

參考文獻0

 

 

第2章數控系統的組成與結構0

 

2．1概述0

 

2．2數控機床及其HCPS模型0

 

2．2．1數控機床及其HCPS1．0模型0

 

2．2．2“互聯網+”機床及其HCPS1．5模型0

 

2．2．3智能機床及其HCPS2．0模型0

 

2．3數控系統基本的功能與組成0

 

2．3．1數控系統基本功能及其實現方式的演變0

 

2．3．2數控系統的基本組成0

 

2．3．3數控系統的主要發展階段0

 

2．4典型數控系統體系結構0

 

2．4．1NC階段的數控系統體系結構0

 

2．4．2CNC階段的數控系統體系結構0

 

2．4．3iNC階段的數控系統體系結構0

 

2．5智能數控系統體系結構0

 

2．5．1智能數控系統的需求0

 

2．5．2智能數控系統硬件平臺0

 

2．5．3智能數控系統的大數據訪問形式0

 

2．5．4智能數控系統控制原理與實現方案0

 

2．6本章小結0

 

參考文獻0

 

 

 

 

第3章智能數控系統的開放式平臺0

 

3．1概述0

 

3．2開放式數控系統的概念0

 

3．2．1傳統數控系統存在的問題0

 

3．2．2開放式數控系統的定義及屬性0

 

3．2．3開放式數控系統的特徵0

 

3．3數控系統開放的技術標準0

 

3．3．1開放式數控系統的發展0

 

3．3．2基於IEC 611313的數控系統開放標準0

 

3．3．3開放式數控系統的開發環境0

 

3．4智能數控系統開放的關鍵技術0

 

3．4．1傳感器接入及機床內部數據訪問技術0

 

3．4．2AI芯片及AI算法庫支持0

 

3．4．3智能APP二次開發及管理技術0

 

3．4．4智能開放式平臺的應用案例0

 

3．5本章小結0

 

參考文獻0

 

 

第4章“數字+”——高性能技術0

 

4．1概述0

 

4．2高速高精運動控制技術0

 

4．2．1高精度插補0

 

4．2．2柔性加/減速0

 

4．2．3高速高精伺服控制

 

4．3多軸聯動與多通道協同技術

 

4．3．1多軸RTCP

 

4．3．2刀軸平滑

 

4．3．3多通道控制技術

 

4．4誤差補償技術

 

4．4．1數控機床的誤差

 

4．4．2空間誤差補償技術

 

4．4．3熱誤差補償技術

 

4．5振動抑制技術

 

4．5．1主軸振動抑制

 

4．5．2進給軸振動抑制

 

4．5．3刀具的振動抑制

 

4．6曲面加工優化技術

 

4．6．1曲面加工存在的問題

 

4．6．2曲面加工優化的方法

 

4．6．3高性能數控系統曲面加工優化功能

 

4．7本章小結

 

參考文獻

 

 

第5章智能數控機床大數據技術

 

5．1概述

 

5．2數控機床大數據感知與處理

 

5．2．1數控機床大數據類型

 

5．2．2數控機床大數據應用流程

 

5．2．3數控機床大數據獲取技術

 

5．2．4數控機床大數據存儲技術

 

5．3智能數控機床“互聯網+”服務平臺iNC Cloud

 

5．3．1體系構成

 

5．3．2存儲模型

 

5．3．3平臺應用

 

5．4本章小結

 

參考文獻

 

 

第6章智能數控機床的互聯通信

 

6．1概述

 

6．2數控機床大數據的互聯互通互操作

 

6．3國內外常見的數控系統互聯通訊協議

 

6．3．1OPC UA協議

 

6．3．2MTConnect協議

 

6．3．3umati協議

 

6．3．4NCLink協議

 

6．4NCLink標準

 

6．4．1NCLink標準組成

 

6．4．2NCLink體系架構

 

6．4．3NCLink設備模型

 

6．4．4NCLink數據字典

 

6．4．5NCLink接口要求

 

6．4．6NCLink安全要求

 

6．5NCLink Over MQTT

 

6．5．1NOM體系架構

 

6．5．2NOM數據交互方式

 

6．6本章小結

 

參考文獻

 

附錄1NCLink四軸立式加工中心設備模型

 

附錄2NCLink接口定義

 

 

第7章“智能+”——賦能技術

 

7．1概述

 

7．2“智能+”數控系統組成

 

7．2．1數控系統的編程加工優化過程

 

7．2．2“智能+”數控系統的數字孿生

 

7．2．3數字孿生模型與HCPS系統的關系

 

7．3“智能+”數控系統的指令域分析技術

 

7．3．1時域及頻域數據的不足

 

7．3．2指令域的概念

 

7．3．3數控機床工作過程中的工況與響應

 

7．3．4基於指令域的分析方法

 

7．4面向“智能+”數控系統的數字孿生建模技術

 

7．4．1基於物理模型的數字孿生建模方法

 

7．4．2基於大數據模型的數字孿生建模方法

 

7．5面向復雜計算場景的“智能+”數控系統算力平臺技術

 

7．5．1雲端、霧端和邊緣端三層立體式算力平臺

 

7．5．2協處理器芯片

 

7．6“智能+”數控系統的智能應用概述

 

7．7“智能+”數控系統的發展趨勢

 

7．7．1新技術在“智能+”數控系統中的應用

 

7．7．2從單一過程到全生命周期數字孿生的整合

 

7．8本章小結

 

參考文獻

 

 

第8章典型智能化功能及其實踐

 

8．1概述

 

8．2機床進給系統跟隨誤差建模

 

8．2．1背景及意義

 

8．2．2基於神經網絡的機床進給系統跟隨誤差建模方法

 

8．2．3基於神經網絡的機床進給系統跟隨誤差預測效果

 

8．2．4小結

 

8．3數控機床熱誤差建模

 

8．3．1背景及意義

 

8．3．2基於環境溫度與能耗數據的熱變形預測模型

 

8．3．3基於環境溫度和能耗數據的熱變形預測模型實驗驗證

 

8．3．4小結

 

8．4數控加工工藝參數優化

 

8．4．1背景及意義

 

8．4．2數控加工工藝參數優化方法

 

8．4．3數控車削加工工藝參數優化實驗驗證

 

8．4．4小結

 

8．5數控機床健康保障

 

8．5．1背景及意義

 

8．5．2數控機床健康狀態評估方法

 

8．5．3數控機床健康狀態評估方法驗證

 

8．5．4小結

 

8．6智能斷刀監測

 

8．6．1背景及意義

 

8．6．2基於指令域分析方法的斷刀監測技術

 

8．6．3數控機床斷刀監測系統實驗驗證

 

8．6．4小結

 

參考文獻

 

 

第9章智能數控系統柔性產線集成應用

 

9．1概述

 

9．2柔性產線智能總控系統實現原理

 

9．2．1系統主要功能

 

9．2.2系統流程分析

 

9．3柔性產線智能總控系統實現過程中的關鍵技術

 

9．3．1智能化設備互聯互通技術通信接口

 

9．3．2分佈式執行控制

 

9．3．3智能化調度排產

 

9．3．4中央刀庫系統

 

9．3．5工件全生命周期管控

 

9．3．6可視化技術

 

9．3．7智能故障管控機制

 

9．3．8平臺化

 

9．3．9基於大數據中心的產線總控系統集成化

 

9．4智能數控系統產線應用案例分析

 

9．4.13C行業智能製造產線案例分析

 

9．4．2航空航天柔性製造產線案例分析

 

9.5本章小結

 

參考文獻